CC BY
53прикладных биотехнологий. //Научный журнал НИУ ИТМО. Серия процессы и аппараты пищевых производств. 2015. №1 С. 60-62
7. Мирзаходжаев Б.А., Мирзаходжаев А. Исследования влияния сублимационной сушки на свойства серицина. //Актуальные проблемы производства качественного и конкурентоспособного коконного сырья. Материалы Республиканской научно-технической конференции. Ташкент 2017г. С.54-55.
8. Tetsuya Iizuka., Eiji Okada., Masatoshi Iga., Ken-ichi Nakajima. Freeze-drying of fluorescent silk cocoons. //The Journal of Science and Technology of Japan. 2019. V27. P 89-94.
References
1. E.B. Rubinov. Silk technology. - M .: Light and food industry, 1981.S. 112-120.
2. Mirzakhodzhaev BA, Mirzakhodzhaev A., Korabelnikov A.V. Experience of sublimation drying of silkworm cocoons. // Bulletin Kostrom. state technologist. un-that. - 2016. No. 1 (36). S. 7-9
3. Altman G.H, Diaz F, Jakuba C, Calabro T, Horan R.L, Chen J, Lu H, Richmond J, Kaplan D.L. Silk-based biomaterials. // PubMed US National Library of Med-icine National Institutes of Health, Biomaterials. 2003 Feb; 24 (3). R.401-16
4. Semenov G.V. Vacuum freeze drying. - M .: DeLi plus, 2013.S. 260.
5. Antipov S.T., Voronin A.A., Kumpitsky A.S. et al. Research of the process of vacuum-sublimation dehydration of food products with various methods of energy drive. // Bulletin of the International Academy of Refrigeration. 2007. No. 2. Pp. 40-44
6. Semenov G.V. and others. Modern directions of scientific research and technical solutions for the intensification of the freeze-drying process in the food industry, pharmaceutical production and applied biotechnology. // Scientific journal of NRU ITMO. A series of processes and apparatus for food production. 2015. No. 1 S. 60-62
7. Mirzakhodzhaev BA, Mirzakhodzhaev A. Studies of the effect of freeze-drying on the properties of sericin. // Actual problems of the production of high-quality and competitive cocoon raw materials. Materials of the Republican Scientific and Technical Conference. Tashkent 2017 S.54-55.
8. Tetsuya Iizuka., Eiji Okada., Masatoshi Iga., Ken-ichi Nakajima. Freeze-drying of fluorescent silk cocoons. // The Journal of Science and Technology of Ja-pan. 2019. V27. P 89-94.
ANALYSIS OF 5G MILLIMETER-WAVE RADIO CHANNELS
Pak A.K.
Master student, KazNRTU named after K.I. Satpayev,
Kazakhstan, Almaty Kuttybaeva A.E. Ph.D., KazNRTU named after K.I. Satpayev, Kazakhstan, Almaty Izimbetova A.
Student, KazNRTU named after K.I. Satpayev, Kazakhstan, Almaty Smailov N.K.
Doctor PhD, KazNRTU named after K.I. Satpayev,
Kazakhstan, Almaty
АНАЛИЗ РАДИОКАНАЛОВ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА 5 G
Пак А.К
Магистрант, КазНИТУ имени К. И. Сатпаева, Казахстан, г. Алматы Куттыбаева А.Е. к.э.н., КазНИТУ имени К. И. Сатпаева, Казахстан, г. Алматы Изимбетова А. Студент, КазНИТУ имени К. И. Сатпаева, Казахстан, г. Алматы Смайлов Н.К.
Доктор PhD, КазНИТУ имени К. И. Сатпаева,
Казахстан, г. Алматы
Abstract
This article is devoted to the topic of millimeter-wave radio diapason 5G research. This network's capabilities was evaluated. The problems associated with the increased load on the networks, as well as the possibilities of
communication in various radio frequency spectra are considered. The application of low-frequency parts of the 5G spectrum is analyzed for optimal network coverage with minimal investment in the development of network infrastructure. The influence of interference on the radio waves spread in space and the influence of hydrometeors on the MMD waves spread is estimated. Based on research, the rationality of using low frequencies for effective penetration of radio waves into premises has been proven, since this is one of the important factors for IoT.
Аннотация
Данная статья посвящается теме исследования радиоканалов миллиметрового диапазона 5 G. Произведена оценка возможностей данной сети. Рассмотрены проблемы, связанные с увеличением нагрузки на сети, а также возможности связи в различных спектрах радиочастот. Проанализировано применение низкочастотных участков спектра для сетей 5G для оптимального покрытия сети с минимальным инвестированием в развитие сетевой инфраструктуры. Оценено влияние помех на распространение радиоволн в пространстве и влияние гидрометеоров на распространение ММД волн. На основании исследований, доказана рациональность применения низких частот для эффективного проникновения радиоволн в помещения, так как это является одним из важных факторов для IoT.
Keywords: 5G network, MMR- millimeter range, radio relay station, MIMO, FR1, millimeter frequency, NVF - Network Function Virtualization, millimeter waves, low frequencies, IOT.
Ключевые слова: 5G сети, ММД- миллиметровый диапазон, радиорелейная станция, MIMO, FR1, миллиметровая частота, NVF - Network Function Virtualization, миллиметровые волны, низкие частоты, IOT.
5G сеть- новый этап развития технологий, который призван расширить возможности доступа в Интернет через сети радиодоступа. ММД- миллиметровый диапазон частот РРС- радиорелейная станция. MIMO- метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала, при котором для передачи данных используются две и более антенны и такое же количество антенн для приёма.
По мере того, как развиваются мобильные технологии, расширяется диапазон частот, используемых для создания сетей мобильной связи. Расширение списка частотных диапазонов хорошо прослеживается при переходе от одного поколения связи к другому. Переход к мобильным сетям пятого поколения также не является исключением. При эксплуатации 5G сетей будут использоваться новые частотные диапазоны. В число основных требований к таким сетям входят такие требования как: высокоскоростная передача данных, покрытие сети, обслуживание огромного количества подключенных устройств и т. д. Для того чтобы соответствовать этим требованиям, необходим частотный ресурс для запуска сетей 5 G. На сегодняшний день определены два таких частотных диапазона (Frequency Range, FR). FR1- 450-6000 МГц. Этот диапазон низких частот используется для покрытия сети внутри зданий, FR2-24250-52600 МГц -диапазон высоких частот для мест скопления пользователей и мест, где наблюдается высокий трафик.
Считают, что такие высокие скорости ни к чему. Но грядущие глобальные перемены в использовании связи доказывают обратное. Частотные диапазоны, особенности станций и программное обеспечение будут нужны не только простым потребителям, но и промышленному комплексу, а также городской инфраструктуре. 5G предполагает абсолютно новое понимание технологии. Импульс к развитию получат многие отрасли. Наряду с этим появятся совершенно новые сервисы, на новый уровень выйдет взаимодействие между устройствами.
Увеличение скорости передачи информации, возможна за счет расширения полосы используемых частот, также требования к сетям можно реализовать только в миллиметровом диапазоне частот. (ММД).
Этот диапазон является эффективным в районах с высокой плотностью радиоэлектронных средств.
Диапазон миллиметровых волн изучен хорошо, но используется не полностью. Именно поэтому исследования в данной области своевременны и представляют хорошую перспективу для развития связи.
Архитектура сети 5G постоянно разрабатывается для того, чтобы поддерживать обмен всевозможными данными и предоставлять различные услуги с использованием технологий сетевой виртуализации (NVF - Network Function Virtualization) и программно-определяемые сети (SDN - Software Defined Networking).
ЦОД ЦОД
Рис - 1. Архитектура связи 50 определяется несколькими факторами
Такая сеть предназначена обеспечить более высокую производительность по сравнению с предыдущими поколениями связи и в то же время должна иметь более низкую стоимость расходов. Иначе она окажется непривлекательной для инвесторов.
Сети 5G предназначены обслуживать устройства с большими различными характеристиками. Поэтому такая сеть должна эффективно управлять сетевыми ресурсами в зависимости от потребностей приложений и требованиям к качеству услуг.
У сети ограничен частотный ресурс. Это приводит к необходимости использования радиодоступа полос частот с различным диапазонов.
Производительность для сетей пятого поколения обеспечивается за счет внедрения новых технологий, включая сеть радиодоступа, базовую сеть, абонентское оборудование.
Потребность в новых радиоинтерфейсах, обеспечивающих производительность сети, сосредоточила, что большинство инноваций для сетей 5G находится в области сети радиодоступа. Для этого потребуется использование широких полос частотных каналов, как в линии вниз, так и линии вверх, с непрерывным спектром шириной от 500 до 1000 МГц.
Учитывая вызовы современности к возрастающим запросам по обеспечению бизнеса и населения качественными услугами связи, Международный союз электросвязи принимает решение о внедрении сотовой связи 5G, со скоростью передачи данных не ниже 10 Гбит /с за одну миллисекунду. Увеличение скорости передачи информации, возможна за счет расширения полосы используемых частот,
также требования к сетям можно реализовать только в миллиметровом диапазоне частот. (ММД).
Диапазон миллиметровых волн -достаточно хорошо изученная тема, но миллиметровые волны подвержены сильному затуханию.
Исследованиями миллиметрового диапазона ММД занимается множество ученых современности: Ю. П. Титов, Л, Френзел, А.В. Чеканов, В.В. Третьяков, К. Раппапорт и многие другие.
Присвоение радиочастотных каналов осуществляется по различным технологиям частотно-территориального планирования с обязательной совместимостью разных радиосредств. Именно по этому основным направлением по созданию нового поколения связи - это освоение частотных диапазонов выше 5 ГГц, которые еще мало используются.
Более свободные участки спектра есть на свехвысоких частотах, но менее всего освоен миллиметровый диапазон волн.
Этот диапазон является эффективным в районах с высокой плотностью радиоэлектронных средств.
В мире на сегодняшний день ММД используется и в спутниковой связи, и в наземной радиорелейной связи (РРС).
Например, для нужд коммерческой связи используют поддиапазоны частот 27-32 ГГц, 36-38 ГГц, 40-42,5 ГГц. Эти частоты используются для сетей телевизионного вещания, телекоммуникации. Тем не менее в диапазоне миллиметровых волн еще имеются свободные участки спектра, и они являются свободной нишей для создания и практического применения нового поколения мобильной связи 5G.
Перспективные полосы частот для 5G
Рис - 2. Основным недостатком миллиметровых волн является сильное ослабление сигнала при распространении. Для решения этой проблемы применяются несколько методов:
1. Применение фазированных антенных решеток с большим коэффициентом усиления.
2. Использование технологий разнесенного приема.
3. Применении технологии MIMO, когда посылают и принимают несколько сигналов одновременно.
4. Применение помехоустойчивого кодирования при передаче информации
Наличие свободных участков спектра в диапазоне ММВ создают нишу для применения радиосистем этого диапазона при освоении нового поколения мобильной связи 5G. В сравнении с частотами до 3 ГГц частоты миллиметрового диапазона используются мало. Основная причина - сильное затухание сигналов ММД.
Главное достоинство ММД- возможность использовать широкую полосу частот. Недостатки-сильное затухание, влияние осадков на уровень принимаемого сигнала, наличие в атмосфере инородных тел, влияние препятствий на уровень принимаемого сигнала, присутствие зон ослабления сигнала ММД частот молекулами кислорода и парами воды.
При правильном учете можно определить участки спектра ММД, которые являются пригодными для высокоскоростной передачи данных и широкополосного доступа.
Радиостанция окружена множеством отражающих предметов с разными отражающими свойствами и различным расположением. Итоговый сигнал в точке приема образуется множеством лучей пришедшими разными путями. Также ослабление сигнала возникают при прохождении через стены зданий. В отличии от низкочастотных сигналов, которые легко проходят через различные препятствия, сигналы ММД сильно ослабевают в твердых материалах. На основании изложенного выше можно выделить причины ослабления сигналов в радиоканалах ММД:
- ослабление радиоволн при распространении в атмосфере;
- потери энергии при распространении из-за дождя, града, снега и т.п
-замирание сигналов ММД по причине много-лучевости;
-изменение взаимного расположения антенн у передающей и приемной станции ( у подвижных абонентов);
- ослабление сигнала при прохождении препятствий;
- ослабление радиоволн в свободном пространстве.
В ММД значительное поглощение вызывает кислород и молекулы воды. Важно, что значительное ослабление наблюдается около частот 60, 183, 320. На частотах до 110ГГц не превышают 1 дБ/км. Значит интенсивное поглощение происходит на волнах 2,5 мм и 5 мм для кислорода, а на волнах1,8 мм и 13,5 мм для водяного пара. Практически во всем диапазоне ММВ наблюдается линейная зависимость между коэффициентом поглощения и интенсивностью дождя. Зависимость поглощения сигналов ММД в дождях от частоты в работе аппроксимирована выражением, которое для ливней с интенсивностью 100 мм/ч для ММД 30-100 ГГц хорошо согласуется с экспериментальными результатами других исследователей.
Резюме:
В настоящее время существующая мировая телекоммуникационная инфраструктура в виде LTE с течением времени достигает своего технического потолка. Этому будет способствовать бурное развитие разнообразных устройств с выходом в интернет. На данный момент мобильные сети обеспечивают скорость передачи данных в клиентскую сторону вплоть до 1 Гбит/с. Однако есть сложности с четкой привязкой к конкретным полосам спектра частот и их агрегацией. Есть вопросы и с задержками сигнала. Все эти вопросы должен решить стандарт 5G .
Диапазон миллиметровых волн изучен хорошо, но используется не полностью. Именно поэтому исследования в данной области своевременны и представляют хорошую перспективу для развития связи.
References
1. A. N. Steputin, A.D. Nikolaev "Mobile communication on the way to 6 G." Infra-Engineering, 2017. 796 p.
2. S. Popov article "Planning and optimization of networks on the threshold of 5G" First mile No. 5 2016.
3. I. Shakhnovich "5 G wireless communication systems: a telecommunications paradigm that will change the world." Electronics No. 7 2015.
4. N. A. Sokolov Problems of planning of telecommunication networks-St. Petersburg: Communication Technology 2012 432 p.
5. Nurzhigit Smailov, Askhat Batyrgaliev, Ainur Akhmediyarova Approaches to evaluating the quality of masking noise interference International Journal of Electronics and Telecommunications 67 (1), 59-64 2021 y.
6. A. E. Kucheryavy M. A. Makolkina. Tactile Internet. Communication networks with ultra-low latency. - Telecommunications No. 1, 2016.
7. Gomez Zh. L., Samoilov A. G., Samoilov S. A. Possibilities of block coding when using a distributed reception in communication systems of the Republic of Angola / / 11th International Scientific and Technical Conference
8. "Promising technologies in the media of information transmission - PTSPI '2015". - Suzdal, November 12-14, 2015-p. 43-45.
9. Babkov V. Yu., Voznyuk M. A., Mikhailov P. A. Mobile communication networks. Frequency and territorial planning. - M.: Hotline - Telecom. -2007. -224 p.
10. Sharov G. A. Waveguide devices of centimeter and millimeter waves. - M.: Radio engineering. - 2016. - 638 pages
11. Kurakova T. P. The use of the millimeter wave range for mobile communication of the 5G generation / Design and technology of electronic means. - 2016, No. 4. - pp. 3-7
12. P Kisala, W Wojcik, N Smailov, A Ka-lizhanova, D Harasim Elongation determination using finite element and boundary element method International Journal of Electronics and Telecommunications 61 (4), 389-394 2015y
INFLUENCE OF PRE-BURNED ANODES WITH SLOTS ON THE PERFORMANCE INDICATORS
OF ELECTROLYSERS
Tolymbekova L.
doctor PhD, associate professor, Toraighyrov University, Kazakhstan, Pavlodar, Lomov Street, 64 Zhaxybayev N.
master's degree student, Toraighyrov University, Kazakhstan, Pavlodar, Lomov Street, 64
ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБОЖЖЕННЫХ АНОДОВ С ПАЗАМИ НА ПОКАЗАТЕЛИ
РАБОТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ
Толымбекова Л.Б.
доктор PhD,
ассоц. профессор, Торайгыров университет, Казахстан, Павлодар, ул. Ломова, 64 Жаксыбаев Н.А.
магистрант, Торайгыров университет, Казахстан, Павлодар, ул. Ломова, 64
Abstract
This article discusses the use of anodes with grooves, their behavior during operation, and also analyzes the influence of anodes with grooves on the technical and economic indicators of electrolysis. The use of these anodes will reduce the voltage drop in the electrolyte by 30 mV and, accordingly, reduce the power consumption by 80 kW * h / t.
Аннотация
В данной статье рассмотрено применение анодов с пазами, их поведение в процессе эксплуатации, также проведён анализ влияния анодов с пазами на технико-экономические показатели электролизеров. Применение данных анодов позволит снизить падение напряжения в электролите на 30 мВ и соответственно снизить расход электроэнергии на 80 кВт*ч/т.
Ключевые слова: анод, алюминий, электролизер, углерод, пазы, ион, электролит.
Keywords: anode, aluminum, electrolysis, carbon, grooves, ion, electrolyte.
При электролитическом получении алюминия [1]. Основная электрохимическая реакция разложе-обожженный анод не только служит для подвода ния глинозема сопровождается разрядом ионов тока, но и участвует в электрохимическом процессе
